ANALISIS PENAMPANG CRS PADA DATA SEISMIK 2D MULTICHANNEL DI PERAIRAN UTARA PAPUA

Transkripsi

1 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April 2014 ANALISIS PENAMPANG CRS PADA DATA SEISMIK 2D MULTICHANNEL DI PERAIRAN UTARA PAPUA B. Yudiana 1, T. B. Nainggolan 2*, N. D. Ardi 3* 1,3 Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia (UPI) 2 Pusat Penelitian dan Pengmbangan Geologi Kelautan (PPPGL) orion_option@yahoo.co.id, tumpal_bernhard@yahoo.com, nanang1212@gmail.com ABSTRAK Wilayah Perairan Utara Papua berpotensi menghasilkan sumber daya alam yang melimpah. Pengolahan data yang umum saat ini mulai bergeser ke arah metode prestack time maupun pre-stack depth imaging. Tetapi stacking masih merupakan tahapan yang penting dalam pengolahan data seismik, karena penampang stack merupakan interpretasi awal dari gambaran bawah permukaan. Penampang stacking memiliki peranan penting karena merupakan penampang awal yang dapat diinterpretasi sebelum dilakukan proses migrasi. Salah satu metode stack yang mampu memberikan hasil yang baik adalah metoda Common Reflection Surface (CRS) stack. Metode CRS stack mengasumsikan bahwa reflektor terdiri dari banyaknya segmen permukaan refleksi yang memiliki panjang sama dengan lebar zona Fresnel pada kedalaman. Metode CRS- Stack menggunakan stacking operator yang tepat untuk reflektor yang terekam pada data pre-stack lebih baik dari pada data konvensional. Stacking operator CRS terdiri dari 3 parameter yaitu α R NIP, dan R N. Untuk memperoleh hasil penampang CRS yang baik dilakukan uji apperture dip. Operator CRS yang terbaik menggunakan 50 m dengan apperture dip sebesar 250 m. Hasil dari metode CRS stack mampu memberikan penggambaran bawah permukaan yang lebih baik dalam hal kemenerusan dan ketajaman reflektor dari pada stack konvensional, hal ini terlihat pada CDP 3000 CDP Hasil dari metode CRS stack dapat bermanfaat sebagai sumber data awal untuk menentukan potensi sumber daya alam yang ada di bawah permukaan Perairan Utara Papua. Kata kunci: Common Reflection Surface (CRS), stacking, dan Zona Fresnel. * Penulis penanggung jawab

2 2 B. Yudiana, dkk., -Analisis Penampang CRS... ABSTRACT Northern sea territory of Papua is one places which potentially producing abundant natural resources. Common data processing moves toward on pre-stack time and prestack depth imaging. But, stacking is still has an important role in seismic data processing stage, due to the initial interpretation of the subsurface. The cross section of the stacking result should be interpreted before the migration process. Thus, Common of Reflection Surface method (CRS) stack is an answer giving good result in previewing image before the next stage. CRS stack method assumes that the reflector consists of many segments of the surface reflection, which has a length same as the Fresnel zone width at depth. CRS-Stack method using the appropriate stacking operator for reflectors recorded in the data pre-stack is better than conventional data. CRS stacking operator consists of three parameters: α, R NIP, and R N. In getting better result for cross section of CRS, the aperture dip test has been conducted. The result is 50 m for CRS operator and 250 m for aperture dip. Section of CRS stack method is able to provide a better depiction of the subsurface in terms of sharpness and continuity of reflector than the conventional stack. The CDP CDP 3500 is a representation of the best result in this research. Nevertheless, this method can be useful tool as initial data to determine the potential of the natural resources that exist in the subsurface marine of Papua North. Keywords: Common Reflection Surface (CRS), stacking, and Fresnel Zone. PENDAHULUAN Wilayah perairan Utara Papua merupakan kawasan batas laut dan Zone Ekonomi Eksklusif (ZEE) Indonesia di Perairan utara Papua. ZEE di Perairan utara Papua merupakan bagian dari Samudera Pasifik atau secara lebih spesifik merupakan bagian dari Laut Caroline. Wilayah Perairan Utara Papua menjadi salah satu tempat yang berpotensi menghasilkan sumber daya alam yang melimpah, Selama ini eksplorasi minyak dan gas bumi (migas) masih terpusat di kawasan barat Indonesia. Padahal Kawasan Timur Indonesia menyimpan potensi migas yang besar, namun belum dieksplorasi. Wilayah Perairan Papua diprediksi memiliki cadangan minyak dan gas bumi akan tetapi belum dieksplorasi, karena terkendala infrastruktur dan kondisi lokasi yang sulit. Kawasan Timur Indonesia memang lebih banyak memiliki kandungan gas dan minyak, karena kawasan itu memiliki banyak bebatuan tua. Kendala utama yang dihadapi di Kawasan Timur Indonesia adalah, masih minimnya infrastruktur dan topografi daerah. Rata-rata lokasi blok minyak dan gas bumi, berada di pegunungan atau laut dalam, sehingga membutuhkan infrastruktur dan teknologi tinggi Salah satu metode geofisika yang digunakan untuk mengetahui struktur permukaan bawah laut yaitu metode seismik refleksi multichannel. Metode seismik refleksi multichannel dapat memberikan citra bawah permukaan yang semirip mungkin dengan keadaan geologi sebenarnya. Terdapat tiga tahapan dalam metode seismik diantaranya, acquisition, processing, dan interpretation. Dari ketiga tahapan tersebut, tahap processing atau seismic data processing (pengolahan data seismik) merupakan tahap yang sangat berpengaruh. Karena pada tahapan ini data yang direkam pada field tape (hasil dari akuisisi seismik multichannel baik untuk data darat, data zona transisi, maupun data laut) akan diproses sehingga menghasilkan suatu penampang seismik yang

3 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April merepresentasikan struktur lapisan bawah permukaan bumi. Pengolahan data yang umum saat ini mulai bergeser ke arah metode pre-stack time maupun pre-stack depth imaging. Namum stacking masih merupakan tahapan yang penting dalam pengolahan data seismik, karena penampang stack merupakan interpretasi awal dari gambaran bawah permukaan. Satu dari metode baru yang dikembangkan untuk memperbaiki metode stacking konvensional, adalah metode Common Reflection Surface (CRS). Metode ini merupakan pengembangan dari metoda konvensional CMP stack gather dengan menggunakan pendekatan yang berbeda, yaitu dengan menambahkan beberapa parameter yang berhubungan dengan bentuk reflektor bawah permukaan dan untuk mendapatkan kecepatan stacking yang paling tepat untuk dapat dipakai dalam proses pre-stack selanjutnya. Hasil penampang seismik 2D dari metode CRS dapat bermanfaat sebagai sumber data awal untuk menentukan potensi sumber daya alam yang ada di bawah permukaan Perairan Utara Papua. TINJAUAN PUSTAKA Metode stacking konvensional menggunakan beberapa gather tertentu dalam proses stacking. Padahal sejumlah trace yang diabaikan tersebut dapat digunakan untuk menggambarkan bawah permukaan. Selain itu alasan dasar mengapa metode baru dalam stacking ini diusulkan, karena alasan tidak tepatnya pendekatan titik dari reflektor sebagai operator stacking. Proses stacking dengan menggunakan operator stacking konvensional, tidak mampu memperbaiki respon refleksi dengan tepat. Gambar 1. Operator Stacking dari NMO/DMO stack, NMO/DMO stack surface (hijau) dan CO reflection-time surface (biru) (Hubral, 1999) Pada Gambar 1. menjelaskan mengenai operator CMP stack dan Common Reflection Point (CRP) stack. Teknik simulasi ZO pada metode ini merupakan penjumlahan sepanjang satu garis multicoverage data menjadi satu trace yang ditempatkan di titik Po. Metode CMP stack, penjumlahan dilakukan sepanjang hiperbola dalam satu CMP gather yang mewakili respon seismik di titik Po. Operator stacking hiperbola dalam metode CMP stack ditentukan dengan menggunakan analisa kecepatan. Namun untuk kasus reflektor dengan kemiringan, dimana terjadi smearing dari titik CMP, maka CRP stack menjadi pilihan. CRP gather membawa informasi dari semua titik di reflektor R, dan dibutuhkan interpolasi, ketika titik-titik dari CRP gather tidak sesuai dengan geometri akuisisi. Sekilas metode ini sesuai untuk penerapan pada pengolahan data seismik, tetapi sebenarnya metode ini bekerja dengan asumsi sesmik refleksi merupakan spike. Pada kenyataannya sinyal seismik dibatasi oleh bandwith frekuensi, yang menyebabkan informasi dari satu titik reflektor R tidak hanya oleh satu trace, tetapi oleh banyak trace. Pada Gambar 1. ditunjukan permukaan dari operator stacking NMO/DMO. Prinsip kerja stacking menggunakan metode ini merupakan penjumlahan sejumlah operator

4 4 B. Yudiana, dkk., -Analisis Penampang CRS... NMO/DMO. Operator NMO/DMO ini identik dengan respon refleksi dari ZO isochrone dari titik P0. Ketika bentuk reflektor berupa lapisan horizontal atau lapisan miring yang planar, aplikasi metode ini masih sesuai. Tetapi untuk kasus reflektor dengan kelengkungan tertentu, metode ini tidak relevan lagi. Konsep Common Reflection Point dapat dilihat pada Gambar 3. Konsep ini mendekati bentuk bawah permukaan yang sebenarnya dengan menggunakan suatu busur pada data 2D dapat terlihat dalam gambar bahwa metode ini bisa mendekati bentuk bawah permukaan dengan lebih baik dibandingkan metode konvensional. Parameter RN didefinisikan sebagai gelombang yang menjalar dengan arah normal. Gelombang ini dihasilkan oleh sebuah exploding reflektor yang identik dengan exploding reflector (Anggraeni, 2008). Parameter ini memberikan informasi mengenai bentuk kelengkungan dari reflektor. Gambar dibawah memberikan ilustrasi mengenai 3 parameter wavefield atribut CRS. titik di reflektor menjadi sumber gelombang baru, yaitu gelombang NIP yang dihasilkan oleh satu titik sumber point. Dengan asumsi kecepatan konstan, maka parameter RNIP dapat digunakan untuk menentukan jarak dari reflektor ke titik X0. Dengan mengekspresikan penjalaran gelombang dalam Normal Incidence Point (NIP) wave dan Normal (N) wave (Hubral, 1980), waktu tempuh hiperbolik disini disebut sebagai waktu tempuh aproksimasi CRS, merupakan ekspansi deret Taylor orde dua dari waktu tempuh refleksi untuk gelombang paraxial di sekitar gelombang normal incident. Dengan menggunakan pendekatan geometri maka dapat diturunkan persamaan waktu tempuh untuk CRS. Tiga atribut aproksimasi waktu tempuh ini mendefinisikan permukaan CRS stacking di kordinat (xm, h, t). Gambar 2. Curvature gelombang normal (hijau) dan Curvature gelombang NIP (merah) (Jager, 1999) Parameter RNIP merupakan jari-jari dari gelombang NIP. Normal Incident Point didefinisikan sebagai gelombang yang menjalar dari permukaan ke reflektor dan kembali lagi ke permukaan. Wavefront ini mengerucut menjadi satu titik di reflektor, dengan asumsi tidak adanya energi yang hilang selama penjalaran gelombang, wavefront gelombang yang mencapai satu Gambar 3. Permukaan operator stacking dari CRS stack, CRS stack surface (hijau) dan CO reflection time surface (biru) (Hubral, 1999) Sebagaimana diketahui bahwa dalam metode seismik refleksi, frekuensi dari wavelet sumber terbatas oleh beberapa kriteria dengan nilai efisiensi dari akuisisi data seismik. Oleh karena itu, menjadi tidak sesuai lagi jika dilakukan asumsi bahwa refleksi dari satu sumber di atas permukaan hanya mengiluminasi satu titik saja, sebagaimana asumsi pengolahan data seismik selama ini. Pada kenyataannya

5 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April refleksi ini menerangkan satu garis yang disebut sebagai Zona Fresnel. Dengan menggunakan informasi dari respon refleksi di sekitar titik ZO sepanjang Zona Fresnel ini, maka akan didapatkan satu permukaan stacking untuk tiap ZO point, dengan melakukan penjumlahan sepanjang luasan permukaan stacking tersebut, untuk kemudian menaruhnya di titik ZO. Dengan melakukan proses ini untuk tiap titik ZO di sepanjang reflektor target, maka didapatkan penampang stacking CRS. Dalam pengolahan data menggunakan metode CRS stacking, operator stacking ditentukan oleh lebar segmen dari reflektor atau aperture dari reflektor, sehingga Zona Fresnel ini berada dalam optimum aperture dalam melakukan stacking CRS. Namun, konsep Zona Fresnel ini berada dalam depth domain, padahal data seismik berada dalam time domain. Ternyata first interface dari Zona Fresnel pada kawasan kedalaman. Sehingga hubungan ini bisa dimanfaatkan untuk mendapatkan aperture operator CRS yang optimum. ܣඨ 2 = Dimana Z adalah jarak yang merupakan fungsi kecepatan dan waktu dan λ merupakan fungsi kecepatan dan frekuensi. Radius Zona Fresnel dapat dituliskan sebagai berikut: ݐඨ 2 ݒ = METODE PENELITIAN (2.15) Gambar 4. Zona Fresnel (Taufiqurrahman, 2009) Sumber seismik dari titik S menghasilkan Zona Fresnel AA. Untuk menurunkan Zona Fresnel dari satu titik S adalah dengan menggunakan semua titik sekitar reflektor, AA, Z merupakan kedalaman, dan λ merupakan panjang gelombang dominan. Persamaan radius Fresnel dapat dituliskan sebagai berikut: ᇱܣܣ = 2 Dengan mengubah variabel AA, didapatkan persamaan sebagai berikut: Gambar 5. Diagram Alir Penelitian Pengolahan data seismik menggunakan software ProMax 2D. Software ProMax merupakan salah satu software untuk mengolah data seismik yang diproduksi oleh Landmark Halliburton Ltd. Tahapan awal pengolahan data dimulai dengan melakukan input data ke dalam software ProMax. Data yang dimasukkan berupa SEG-D yang dikonversi menjadi format data SEG-Y. Tahapan selanjutnya merupakan tahapan yang penting pada pengolahan data yaitu proses Geometri, Editing, dan Dekonvolusi, tahapan ini merupakan tahapan pre-processing.

6 6 B. Yudiana, dkk., -Analisis Penampang CRS... Tahapan processing meliputi analisis kecepatan, stacking, dan CRS. Selanjutnya akan dianalisis perbedaan penampang hasil stacking dengan penampang hasil metode CRS HASIL DAN PEMBAHASAN Perbandingan penampang stack konvensional dan CRS stack dilakukan untuk melihat keefektifan metode CRS dalam memberikan citra bawah permkaan yang lebih baik. Penampang stack konvensional dan CRS stack untuk daerah penelitian memberikan perbedaan yang signifikan. Hal ini ditunjukan pada Gambar 6. (stack konvensional) dan Gambar 7. (CRS stack). Pada Gambar 7. hasil CRS Stack terlihat reflektor yang tidak menerus pada penampang stack konvensional menjadi terlihat menerus.reflektor-reflektor juga mengalami peningkatkan rasio S/N sehingga reflektor menjadi lebih tegas. Efek multiple pada time 7000 ms juga masih terlihat. Hal ini menunjukan CRS stack tidak dapat dipakai untuk menghilangkan efek multiple sehingga diperlukan proses lain seperti SRME dan Transformasi Radon. (Desviyanti. R, 2013) Reflektor tidak menerus multiple Gambar 6. Penampang Stack Konvensional Reflektor menerus multiple Gambar 7. Penampang CRS Stack Pada penampang stack konvensional terihat adanya reflektor-reflektor yang tidak menerus akibat kemiringan dip, adanya multiple, serta noise acak yang menutupi reflektor sehingga menjadi kendala dalam interpretasi. Hal ini disebabkan proses stack konvensional tidak mampu mengaproksimasi respon refleksi dengan tepat. Gambar 8. Penampang CRS. (a). dip 300 aperture CRS 25 (b). dip 300 aperture CRS 50 (c). dip 250 aperture CRS 50 Hal yang paling penting dalam CRS yaitu parameter aperture CRS operator. Apperture CRS operator merupakan besarnya radius data yang akan distack menjadi trace dengan titik reflektor yang tepat dalam domain CDP. Semakin besar radius CRS operator maka semakin tinggi nilai rasio S/N, tetapi beradampak pada berkurangnya resolusi reflektor. Jika CRS operator yang dipakai sama dengan nol maka hasil penampangnya akan sama dengan stack konvensional. Perlu dilakukan tes parameter untuk mendapatkan operator yang terbaik. CRS operator yang terbaik untuk data JYPR-3.2 yaitu 50 m dengan menggunakan apperture dip sebesar 250 m (Gambar 8c). Hal ini dilihat dari ketegasan reflektor yang paling jelas. Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 9. dan Gambar 10. Gambar 9. menunjukan penampang stack konvensional pada CDP dan pada time ms terlihat ada reflektor yang tidak menerus

7 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April 2014 akibat efek smearing dan respon refleksi yang tidak tepat. Gambar 10. menunjukan penampang CRS Stack pada CDP dan pada time ms terihat reflektor yang tidak menerus menjadi menerus. Selain itu peningkatan rasio signal to noise semakin terlihat sehingga memudahkan dalam proses interpretasi selanjutnya. Gambar 9. Penampang Stack Konvensional CDP Gambar 10. Penampang CRS Stack CDP Perairan papua merupakan bagian dari Samudera Pasifik atau secara lebih spesifik merupakan bagian dari Laut Caroline. Morfologi dasar laut dicirikan oleh Tinggian Eauripik (Eauripik Rise) dengan kedalaman mulai dari 2500 ms. Eauripik Rise dicirikan dengan morfologi yang kasar berupa Oceanic Ridge, diantara Oceanic Ridge terdapat rift valley dengan kedalaman kisaran 600 ms. 7 Gambar 11. Interpretasi Geologi Secara geologi kawasan utara papua terbentuk akibat konvergensi miring antara Lempeng Pasifik dengan Lempeng Australia. Secara lebih rinci, tepinya barat daya lempeng pasifik disusun oleh beberapa lempeng mikro seperti Lempeng Caroline, Bismarc, dan Lempeng Solomon. Lempeng Caroline terbentuk pada Awal Tersier, terbagi menjadi dua cekungan yaitu Cekungan Caroline Barat dan Cekungan Caroline Timur yang dipisahkan oleh Eaurofik Rise. Sedimen penutup kerak samudera relatif tipis menempati celahcelah sempit sampai ketebalan kisaran ms. Seperti yang dihasilkan oleh DSDP Hole 62, pada lintasan tersebut terdapat Sedimen Neogen dengan ketebalan kisaran 600 ms. Umur tertua dari batuan dasar diperkirakan sekitar Awal Oligosen. Tinggian Eauripik diperkirakan sebagai pusat pemekaran lantai samudera yang sudah tidak aktif. Untuk mendapatkan hasil interpretasi lebih tepat perlu dilakukan proses lanjutan untuk mengubah waktu (ms) menjadi kedalaman (m). KESIMPULAN Telah dilakukan proses stack konvensional dan CRS Stack menggunakan perangkat lunak ProMAX 2D sehingga dihasilkan penampang seismik bawah permukaan Perairan Utara Papua yang berkualitas baik. Hal tersebut dilakukan menggunakan proses tope-mute dan autoccorelation yang mampu menghilangkan swell noise, direct wive, dan shot period multiple sehingga terlihat

8 8 B. Yudiana, dkk., -Analisis Penampang CRS... penampang permukaan bawah laut dengan jelas. Penampang seismik yang dihasilkan dengan menggunakan metode CRS lebih baik daripada yang dihasilkan dengan menggunakan stack konvensional, hal ini ditunjukan pada kemenerusan reflektor pada CDP Dari hasil interpretasi geologi menunjukan adanya Sedimen Neogen, Eauripik Rise (Oligocene), Oceanic Ridge dan Basement (Oceanic Crust) yang terlihat jelas dari hasil pengolahan data seismik. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan kepada Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (PPPGL) atas diberi kesempatan untuk melakukan dan memperoleh data fasilitas penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Anggraeni, P. (2008). Metode Zero Offset Common Reflection Surface : Aplikasi Pada Data Sintetik dan Data Real. ITB, Bandung. Hubral, P. and Krey, T., (1980), Interval velocities from seismic re_ection traveltime measurements, Soc. Expl. Geophys. Jäger, R. (1999). The Common Reflection Surface Stack - Theory and Application. Master s thesis, Universit at Karlsruhe. Mann, J., Schiecher, J., Hertweck, T. (2007). CRS Stacking A Simplified Explanation. London: EAGE 69th Conference & Technical Exhibition. Perroud, H., Hubral, P., and H ocht, G. (1999). Common-reflection-point stacking in laterally inhomogeneous media. Geophys. Prosp., 47(1):1 19. Taufiqurrahman. (2009). Pengolahan Data Seismik Menggunakan Metode Zero Offset-Common Reflection Surface Stack. ITB, Bandung. Yilmaz, O. (1987). Seismic Data Analysis. Tulsa: Society of Exploration Geophysicist.